CN110024509A - 部件安装装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的部件安装装置具备：保持体(52)；按压保持体并在规定的移动路径上移动的按压机构(55)；检测保持体在规定的移动路径上的位置的位置检测器(57)；以及控制按压机构的控制器，在规定的移动路径中，被保持体保持的部件(30)的插入销(31)从基板(40)的插入孔(40a)离开的保持体的位置是开始位置，被保持体保持的部件的插入销部分地插入基板的插入孔的保持体的位置范围是第一位置范围(A)，并且被保持体保持的部件的插入销完全插入到基板的插入孔的保持体的位置是第二位置范围(B)，控制器在以第一按压力按压保持体并从开始位置朝向第二位置范围在规定的移动路径移动的情况下，若保持体在比第一位置范围靠前的位置或者在第一位置范围停止，则按照以与第一按压力不同的按压力按压保持体的方式控制按压机构。

Description

部件安装装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及部件安装装置及其控制方法。

背景技术

以往，将电子部件的导线端子插入电子电路基板的插入孔，将电子部件安装于电子电路基板。在该导线端子弯曲的情况下等，存在无法将导线端子插入至插入孔的不良情况。

对此，例如在专利文献1的部件插入装置中，用卡盘保持插入部件，将该导线端子插入印刷电路基板的插入孔。此时，若检测到导线端子向插入孔的插入不良，则一边使卡盘振动、一边将导线端子插入插入孔。

专利文献1：日本特开2011-041403号公报

然而，在专利文献1的部件插入装置中，通过设置于机械臂与卡盘之间的板簧的变形来检测插入不良。而且，在利用机械臂将被卡盘把持的插入部件的导线端子插入基板时，若被设置于机械臂与卡盘之间的板簧变形而插入不良被检测，则暂时停止插入动作。然后，使卡盘振动，并且将导线端子插入插入孔。

因此，在该现有的部件插入装置中存在无法连续进行部件的插入动作这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题所做出的，其课题在于提供一种能够连续地进行部件的插入动作的部件安装装置及其控制方法。

为了解决上述课题，本发明的某个方式(aspect)的部件安装装置是将具有插入销的部件的所述插入销插入基板的插入孔而将所述部件安装于所述基板的部件安装装置，具备：保持体，其保持所述部件；按压机构，其按压所述保持体并在规定的移动路径上移动；位置检测器，其检测所述保持体在所述规定的移动路径上的位置；以及控制器，其基于由所述位置检测器检测的所述保持体的位置来控制所述按压机构，在所述规定的移动路径中，被所述保持体保持的部件的插入销从所述基板的插入孔离开的所述保持体的位置是开始位置，被所述保持体保持的部件的插入销部分地插入所述基板的插入孔的所述保持体的位置范围是第一位置范围，并且被所述保持体保持的部件的插入销完全插入到所述基板的插入孔的所述保持体的位置是第二位置范围，所述控制器构成为：在以第一按压力按压所述保持体从所述开始位置朝向所述第二位置范围在所述规定的移动路径移动的情况下，若所述保持体在比所述第一位置范围靠前的位置或者在所述第一位置范围停止，则按照以与所述第一按压力不同的按压力按压所述保持体的方式控制所述按压机构。

根据该结构，将第一按压力选择为插入销变形的或者具有折返部的部件部分地插入基板的插入孔而停止的程度的按压力，由此若以第一按压力按压保持体并从开始位置朝向第二位置范围在规定的移动路径移动，则被保持的部件的插入销变形或者具有折返部的情况下，保持体在第一位置范围停止。在该情况下，以比第一按压力大的按压力按压保持体，由此能够将被保持体保持的部件的插入销完全插入到插入孔。另外，在因部件的定位误差、插入销更大的变形等，插入销的前端与基板的表面抵接的情况下，保持体在第一位置范围前停止。在该情况下，例如以一边比第一按压力小的按压力按压保持体、一边摸索插入孔的方式，使部件沿与基板平行的方向相对于基板相对移动，将插入销的前端插入插入孔。于是，部件的插入销完全插入插入孔。或者插入销部分地插入插入孔，保持体在第一位置范围停止，因此如上述那样，以比第一按压力大的按压力按压保持体，由此被保持的部件的插入销完全插入插入孔。

因此，在被保持的部件处于无法被正常插入的状态的情况下，保持体在移动路径的中途停止，接着，进行上述处理动作，因此能够连续进行部件的插入动作。

上述控制器也可构成为，若所述保持体在所述第一位置范围停止，则按照以比所述第一按压力大的第二按压力按压所述保持体的方式控制所述按压机构。

根据该结构，以比第一按压力大的第二按压力按压因被保持体保持的部件的插入销变形或者具有折返部而在第一位置范围停止的保持体，因此能够将被保持的部件的插入销完全插入插入孔。

也可以还具备摸索机构，其进行以摸索所述基板的插入孔的方式使被所述保持体保持的部件沿与所述基板平行的方向相对于所述基板相对移动的摸索动作，所述控制器构成为：若所述保持体在所述第一位置范围前停止，则按照以比所述第一按压力小的第三按压力按压所述保持体的方式控制所述按压机构，并且以进行所述摸索动作的方式控制所述摸索机构。

根据该结构，即使插入销的前端因部件的定位误差、插入销更大的变形等而与基板的表面抵接，也以比第一按压力小的第三按压力进行摸索动作，由此将插入销的前端插入插入孔。于是，部件的插入销完全插入至插入孔。或者插入销部分地插入插入孔而保持体在第一位置范围停止，因此以比第一按压力大的第二按压力按压保持体，由此被保持的部件的插入销完全插入至插入孔。

上述控制器也可构成为，以从所述按压机构的按压方向观察时，所述保持体的轨迹在规定的区域内描绘多个平行线组的方式控制所述摸索机构。

根据该结构，通过减小多个平行线的间隔，由此能够按照以高密度扫描基板的表面上的规定的区域的方式使保持体移动，因此能够将部件的插入销的前端以高概率插入插入孔。

上述位置检测器也可以构成为连续检测所述保持体在所述规定的移动路径上的位置。

根据该结构，控制器能够适宜地判定保持体是否位于第一位置范围以及第二位置范围。

未保持所述部件的所述保持体与所述基板抵接的所述保持体的位置是第三位置范围，所述控制器构成为：在以第一按压力按压所述保持体从所述开始位置朝向所述第二位置范围在所述规定的移动路径移动的情况下，若所述保持体在所述第三位置范围停止，则输出错误信号。

根据该结构，能够检测保持体没有对部件进行保持的异常。

另外，本发明的其他方式(aspect)的部件安装装置的控制方法是将具有插入销的部件的所述插入销插入基板的插入孔而将所述部件安装于所述基板的部件安装装置的控制方法，所述部件安装装置具备：按压机构，其按压保持所述部件的保持体并在规定的移动路径上移动；位置检测器，其检测所述保持体在所述规定的移动路径上的位置；以及控制器，其基于由所述位置检测器检测的所述保持体的位置来控制所述按压机构，在所述规定的移动路径中，被所述保持体保持的部件的插入销从所述基板的插入孔离开的所述保持体的位置是开始位置，被所述保持体保持的部件的插入销部分地插入所述基板的插入孔的所述保持体的位置范围是第一位置范围，并且被所述保持体保持的部件的插入销完全插入到所述基板的插入孔的所述保持体的位置是第二位置范围，所述控制器构成为：在以第一按压力按压所述保持体从所述开始位置朝向所述第二位置范围在所述规定的移动路径移动的情况下，若所述保持体在比所述第一位置范围靠前的位置或者在所述第一位置范围停止，则按照以与所述第一按压力不同的按压力按压所述保持体的方式控制所述按压机构。

根据该结构，在被保持的部件处于无法被正常插入的状态的情况下，保持体在移动路径的中途停止，接着，进行上述处理动作，因此能够连续地进行部件的插入动作。

本发明发挥能够提供能够连续进行部件的插入动作的部件安装装置及其控制方法的效果。

附图说明

图1是简略地表示应用了实施方式1的部件安装装置的机器人的一个例子的整体的构成的主视图。

图2是表示图1的机器人的机械手的结构以及动作的立体图。

图3是示意地表示图1的部件安装装置的主要部位的结构的示意图。

图4是简略地表示图1的机器人的控制装置的结构的功能框图。

图5a是表示图1的部件安装装置的主要部位的动作的图，是表示计测基板的高度的图。

图5b是表示图1的部件安装装置的主要部位的动作的图，是表示机器人的部件插入的示教位置的图。

图5c是表示图1的部件安装装置的主要部位的动作的图，是表示保持体未保持部件的情况下的图。

图5d是表示图1的部件安装装置的主要部位的动作的图，是表示部件的插入销正常插入到基板的插入孔的情况下的图。

图5e是表示图1的部件安装装置的主要部位的动作的图，是表示部件的插入销未插入基板的插入孔的情况下的图。

图5f是表示图1的部件安装装置的主要部位的动作的图，是表示摸索动作的图。

图5g是表示图1的部件安装装置的主要部位的动作的图，是表示摸索动作的结果、插入销部分地插入到基板的插入孔的情况下的图。

图5h是表示图1的部件安装装置的主要部位的动作的图，是表示插入销部分地进入基板的插入孔之后，插入销完全进入到插入孔并将部件压入后的情况的图。

图6是表示图1的机器人的控制装置的部件插入动作的一个例子的概要的流程图。

图7是表示图1的机器人的控制装置的部件插入动作的一个例子的具体的工序的流程图。

图8是例示摸索动作中的保持体的轨迹的示意图。

图9是例示摸索动作中的保持体的其他轨迹的示意图。

图10是例示具有插入销的部件的结构的示意图。

具体实施方式

以下，一边参照附图、一边说明本发明的实施方式。另外，以下关于全部的附图对相同或者相当的要素标注相同的附图标记，并省略其重复的说明。另外，附图为了便于理解而示意地示出各个构成要素，因此关于形状以及尺寸比等存在没有正确表示的情况。此外，将展开一对臂的方向称为左右方向，将与基轴的轴心平行的方向称为上下方向，将与左右方向以及上下方向垂直的方向称为前后方向。

(实施方式1)

本实施方式的部件安装装置10是将部件的插入销插入基板的插入孔，将部件安装于基板的装置。“部件”只要具有向基板的插入孔插入的销，则可以是任意的部件，可例示出电子部件、电气部件、机械部件等。“插入销”是指向基板的插入孔插入的“部件的销状的突起”。作为“插入销”，例示出电子部件或者电气部件的导线或者导线端子、机械部件的固定销等。“基板”是指用于搭载(mount)部件的板、面板等。作为“基板”例示出电子电路基板、电气电路基板、太阳能面板用基板、显示面板用基板等。以下，例示在电子电路基板安装电子部件的方式。

首先例示部件的插入销的具体的方式。图10是例示具有插入销的部件的结构的示意图。

在图10的从上侧开始的第一个位置示出具有笔直的插入销31的部件30。在这样的部件30的情况下，部件30以自重或者轻微的按压力被安装于基板40(参照图5d)。在该情况下，部件30未固定于基板。

在图10的从上侧开始的第二个位置示出具有形成了弯曲部的插入销31的部件30。在这样的部件30的情况下，插入销31的前端的尺寸D1比插入孔40a(参照图5g)的直径小，并且插入销31的弯曲部的尺寸D2比插入孔40a的直径大，因此在插入销31的前端进入到插入孔40a的状态下，通过将部件30朝向基板40按压，由此将部件30安装于基板40(参照图5h)。在该情况下，部件30难以从基板拔出。

在图10的从上侧开始的第三个空间示出具有在前端部形成了向斜下方延伸的爪的插入销31的部件30。在这样的部件30的情况下，首先，使插入销31的前端进入插入孔40a，然后，一边将部件30朝向基板40按压、一边绕部件30的中心轴旋转，由此将部件30安装于基板40(参照后述的步骤S2D的说明)。在该情况下，部件30被锁定于基板40。

在图10的从上侧开始的第四个空间示出具有在前端部形成了折返部或者弯曲部的插入销31的部件30。在这样的部件30的情况下，首先，将插入销31的前端插入插入孔40a，然后，将部件30朝向基板40按压，由此将部件30安装于基板40(参照图5h)。在该情况下，部件30被锁定于基板40。

接下来，对将本发明的部件安装装置10应用于图1～图3所示的机器人11的情况进行说明。但是部件安装装置10并不限于应用于机器人11的情况。例如也可以是具备能够在三维方向移动的工作台的移动机构。另外，关于该机器人11说明了水平多关节型双臂机器人，但也能够采用水平多关节型、垂直多关节型等机器人。

如图1所示，机器人11具备：台车12、被台车12支承的一对机械臂(以下，有时仅记载为“臂”)13、13、以及收纳于台车12内的控制装置14。各臂13是水平多关节型机械臂，具备臂部15、腕部17以及末端执行器(有时也称为机械手)18、19。

臂部15作为将部件向基板上输送的输送部、以及使部件进行摸索动作的摸索机构发挥功能。在本例中，臂部15由第一连杆15a以及第二连杆15b构成。另外，左右的臂13、13除了末端执行器18、19以外，实质上是相同的构造，左右的末端执行器18、19可以是相同的结构，也可以是不同的结构。另外，左右的臂13、13能够独立地进行动作、或能够相互关联地进行动作。

臂部15的第一连杆15a通过旋转关节而与固定在台车12的上表面的基轴16连结，能够绕通过基轴16的轴心的旋转轴线L1转动。第二连杆15b通过旋转关节而与第一连杆15a的前端连结，能够绕被第一连杆15a的前端规定的旋转轴线L2转动。腕部17通过直动关节而与第二连杆15b的前端连结，能够相对于第二连杆15b升降移动。末端执行器18、19通过旋转关节而与腕部17连结，能够绕旋转轴线转动。末端执行器18、19分别经由安装部件50而安装于其旋转关节。

上述构成的各臂13具有与各关节对应的关节轴J1～J4。而且，在臂13以与各关节轴J1～J4建立关联的方式设置有驱动用的伺服马达(未图示)、以及检测该伺服马达的旋转角的编码器(未图示)等。另外，两根臂13、13的第一连杆15a、15a的旋转轴线L1位于同一直线上，一方的臂13的第一连杆15a与另一方的臂13的第一连杆15a配置为在上下设置阶梯差。

如图2所示，右末端执行器18例如由移送基板的移送部(机械手)构成。另外，左末端执行器19构成部件安装装置的主要部位。左末端执行器19具有把持部件30的把持部20，还可以具有使把持部20沿上下方向旋转移动的旋转部21。在该情况下，把持部20以及旋转部21构成保持部件30的保持体52。另外，虽然仅左末端执行器19具有把持部20，但只要右末端执行器18以及左末端执行器19的至少任一方具有把持部20即可。在右末端执行器18以及左末端执行器19双方具有把持部20的情况下，各把持部20的形状也可以不同。

在本实施方式中，旋转部21是圆形状的板体。旋转部21的中心轴向与腕部17的关节轴J4正交的方向延伸。在旋转轴设置有驱动用的伺服马达(未图示)、以及检测该伺服马达的旋转角的编码器(未图示)等。由此，旋转部21以中心轴为中心顺时针或者逆时针旋转，一个把持部20在与腕部17的关节轴J4平行的方向且朝向下方的旋转位置(以下，称为插入位置)停止。

在本实施方式中，例如将八个把持部20设置于旋转部21。这些把持部20可以是相同的形状，也可以根据部件30的形状而不同。八个把持部20在旋转部21的外周相互在周向上隔开45度的中心角而配置。

在图3中为了便于说明仅示出位于插入位置的把持部20。另外，基板40也仅示出基板整体中的、位于把持部20附近的部分。把持部20只要是能够把持部件30的部件即可。如图3所示，把持部20在本实施方式中包括一对爪状的把持部件54、和驱动该一对把持部件54的把持部件驱动部53。一对把持部件54构成卡盘。把持部件驱动部53例如是气缸。把持部20作为整体形成为柱状，并设置为向旋转部21的径向的外侧延伸。具体而言，在旋转部21的外周配置有把持部件驱动部53，在把持部件驱动部53的前端配置有一对把持部件54(卡盘)。一对把持部件54以沿与旋转部21的径向垂直的方向能够滑动的方式设置，由把持部件驱动部53以夹持部件30并且释放部件30的方式驱动。附图标记61表示把持部20的夹持动作。一对把持部件54的滑动方向只要是与旋转部21的径向垂直的方向，则可以是任意的方向，但在此是旋转部21的周向(切线方向)。其中在图3中，为了便于进行部件30的插入过程的说明，一对把持部件54的滑动方向被描绘为旋转部21的轴向。另外，把持部20例如可以是用负压吸引部件30的吸盘、吸附具有磁性体的部件30的电磁铁等。

旋转部21经由滑块51而安装于安装部件50。具体而言，如图2所示，滑块51包括：具有直线状的引导部的固定体51a、和与该引导部卡合并能够沿引导部滑动的移动体51b。移动体51b的滑动方向是与腕部17的关节轴J4(旋转关节的旋转轴线)平行的方向。

参照图3，滑块51的固定体51a固定于安装部件50，在滑块51的移动体51b固定有旋转部21。移动体51b借助固定于安装部件50的按压机构55而在其滑动方向被往返驱动。具体而言，按压机构55例如由气缸构成。气缸的缸体55a经由安装部件56固定于安装部件50，气缸的活塞杆55b的前端固定于旋转部21。由此，若气缸的活塞杆55b进退，则旋转部21、进而保持体52接近以及远离基板40。因此，通过气缸的活塞杆55b进出，由此按压保持体52。附图标记P表示该按压力。另外，保持体52相对于基板40接近以及远离的路径是将部件30的插入销31插入基板40的插入孔41a的移动路径(以下，称为规定的移动路径)。另外，从在插入位置停止的把持部20的基端朝向前端的方向是按压方向。在此，规定的移动路径沿上下方向延伸，并且按压方向是下方向，但规定的移动路径的延伸方向以及按压方向也可以是任意的方向。

在左末端执行器19设置有检测保持体52在规定的移动路径上的位置的位置检测器57。位置检测器57例如由线性标尺构成。若使用线性标尺，则能够连续地检测保持体52的规定的移动路径上的位置。当然，也可以使用其他的位置检测器。例如也可以在滑块51或气缸(55)设置检测第一～第三位置范围A～C的中央位置的三个位置传感器(例如磁铁以及霍尔元件)，并通过软件将由各位置传感器检测的位置扩展到规定的位置范围。

而且，在保持体52设定(规定)基准点21a。基准点21a是代表保持体52的位置。以下“保持体的位置”是指“基准点21a的位置”。例如在旋转部21设定基准点21a。另外，基准点只要在保持体52上则可以设定在任意处。而且，在规定的移动路径中设定(规定)以下各位置，即：被保持体52保持的部件30的插入销31从基板40的插入孔41a离开的保持体52的位置是开始位置(未图示)、被保持体52保持的部件30的插入销31部分地插入基板40的插入孔41a的保持体52的位置范围是第一位置范围A、被保持体52保持的部件30的插入销31完全插入基板40的插入孔40a的保持体52的位置是第二位置范围B、并且未把持部件30的保持体52与基板40抵接的保持体52的位置是第三位置范围C。上述的开始位置以及第一～第三位置范围A～C与位置检测器57的位置刻度(位置标尺)建立关联。因此，开始位置以及第二～第三位置范围A～C对应于滑块51中的移动体51b相对于固定体51a的相对位置。规定的移动路径及开始位置以及第一～第三位置范围A～C，在本实施方式中通过左末端执行器19的坐标系来规定(定义)。因此，左末端执行器19，即使根据作为基板40的插入对象的插入孔40a的空间位置进行移动，规定的移动路径及开始位置以及第一～第三位置范围A～C的控制上的坐标也不改变。由此，部件插入的控制变得简单。当然，也可以通过机器人11的基准坐标来规定(定义)规定的移动路径及开始位置以及第一～第三位置范围A～C的坐标。

第一～第三位置范围A～C的中央位置，例如分别基于滑块51、保持体52以及部件30的尺寸等来决定。另外，第一位置范围A的范围例如基于机器人11的臂的定位精度、保持体52的尺寸公差、部件30的尺寸公差、基板40的厚度等来决定。另外，第二位置范围B以及第三位置范围C的范围例如基于机器人11的臂的定位精度、保持体52的尺寸公差、部件30的尺寸公差等来决定。即第一～第三位置范围A～C的范围即使因上述定位精度以及尺寸公差而保持体52实际的停止位置存在偏差，也以能够由位置检测器57检测保持体52的停止的方式来决定。

另外，将基板40的表面相对于安装部件50的下表面的高度设定(规定)为基板高度H。基板高度H、基准点21a以及开始位置及第一～第三位置范围A～C的设定，在控制装置14的存储部14b通过存储它们来进行。

如图4所示，控制装置14具备：CPU等运算部14a、ROM、RAM等存储部14b以及伺服控制部14c。控制装置14例如是具备微控制器等计算机的机器人控制器。另外，控制装置14也可以由进行集中控制的单独的控制装置14构成，也可以由相互协作而分散控制的多个控制装置14构成。

在存储部14b存储有作为机器人控制器的基本程序、各种固定数据等信息。运算部14a读取并执行存储于存储部14b的基本程序等软件，由此控制机器人11的各种动作。例如关于机器人11的臂的动作，构成为运算部14a生成机器人11的控制指令，将其向伺服控制部14c输出。伺服控制部14c基于由运算部14a生成的控制指令，控制与机器人11的各臂13的关节轴J1～J4对应的伺服马达的驱动。

另外，控制装置14控制左末端执行器19的动作。具体而言，控制装置14控制左末端执行器19的按压机构55以及把持部件驱动部53的动作。因此，控制装置14作为控制机器人11的一般的动作的控制器发挥功能，并且作为部件安装装置的控制器发挥功能。

接下来，参照图3、图5a～图5h、图7～图10，对将上述构成的机器人11的部件30安装于基板40的动作(部件安装装置10的控制方法)进行说明。另外在图5a～图5h中，为了便于观察附图而省略按压机构55(参照图3)的图示。

该动作由控制装置14控制。另外，对八个把持部20中的位于插入位置的把持部20进行说明。对于其他把持部20也同样，因此省略其说明。

在安装基板前，进行基板40的高度计测以及机器人11的示教。

＜计测基板的高度＞

该工序在基板高度H变化的情况下是必要的。参照图5a，在基板40载置于载置部24(参照图2)，部件30被保持体52保持，并且将按压机构55(参照图3)设为浮动(非按压状态)的状态下，使部件30的插入销31的前端与基板40的表面抵接，一边使左末端执行器19沿上下方向移动、一边感测保持体52位于第二位置范围B的中央位置的左末端执行器19的高度位置(在此是安装部件50的下表面的位置)。而且，在该高度位置处，将滑块51的移动体51b锁定(R)于固定体51a。然后，从左末端执行器19的高度位置减去基板40的高度位置(已知)来计算临时的基板高度位置H′。进而，从临时的基板高度位置H′减去部件30的插入销31的长度而求出基板高度H。另外，作为基板40上的计测位置，选择销31在作为插入对象的插入孔41a(参照图3)附近不进入插入孔41a那样的位置。

＜示教＞

接下来，为了将部件相对于插入孔41a定位而示教左末端执行器19的目标位置。具体而言，在部件30被保持体52保持，并且将按压机构55(参照图3)设为浮动(非按压状态)的状态下，使部件30的插入销31完全插入到基板40的插入孔，一边使左末端执行器19沿上下方向移动、一边检测保持体52位于第二位置范围B的中央位置的左末端执行器19的高度位置。而且，在该高度位置处，将滑块51的移动体51b锁定(R)于固定体51a。而且，将此时的左末端执行器19的位置作为目标位置进行示教。

接着，进行部件的保持动作以及插入动作。

＜部件的保持动作＞

如图2所示，在机器人11的前方设置有：配置了部件30的作业台32、以及移送基板40的传送带33。作业台32的部件30以使插入销31朝下的方式配置。传送带33沿左右方向延伸，在前后方向并排配置的两个基板40通过传送带33而从左向右输送。

首先，机器人11使左末端执行器19碰到基板40的左端而向右侧移动，使基板40载置在位于传送带33之间的载置部24。载置部24比传送带33稍高，载置于载置部24的基板40在机器人11前停止。机器人11使左臂部15向前方移动，使保持体52向作业台32移动。

参照图2以及图3，机器人11使位于插入位置的把持部20的把持部件驱动部53动作，并由一对把持部件54夹持作业台32的部件30。由此，部件30被保持体52保持。

接着，使保持体52向其他部件的上方移动，以其他把持部20位于插入位置的方式使旋转部21旋转。然后，同样使位于插入位置的把持部20的把持部件驱动部53动作，并由一对把持部件54夹持作业台32的部件30。以所希望的数量反复进行该动作。

＜部件插入动作＞

机器人11使左臂部15后方移动，使把持部20以及由此被把持的部件30向基板40上移动。然后，进行部件插入动作。

图6是表示图1的机器人的控制装置14的部件插入动作的一个例子的概要的流程图。在此作为机器人11的动作进行说明。

机器人11利用按压机构55以第一按压力按压位于开始位置的保持体52(步骤S1)。

接着，机器人11判定保持体52是否在第一位置范围A或者在第一位置范围A之前停止(步骤S2)。

在没有停止的情况下(步骤S2中的否)，进入步骤S4。

在已停止的情况下(步骤S2中的是)，以与第一按压力不同的按压力按压保持体52(步骤S3)。

接着，判定保持体52是否在第二位置范围B停止(步骤S4)。

在没有停止的情况下(步骤S4中的否)，直到保持体52在第二位置范围B停止为止，以与第一按压力不同的按压力按压保持体52(步骤S3、S4)。

在停止的情况下(步骤S4中的是)，判断为被保持体52保持的部件正常插入到基板40的插入孔40a并结束插入动作。然后，使把持部20的把持部件驱动部53动作而释放由一对把持部件54夹持的部件30。然后，通过按压机构55使保持体5返回开始位置。

接下来，对该部件插入动作的具体例进行说明。图7是表示图1的机器人的控制装置的部件插入动作的一个例子的具体的工序的流程图。

参照图5c～图5h以及图7，机器人11首先使按压机构55的活塞杆55b后退并使保持体52位于开始位置(步骤S0)。

接着，机器人11使按压机构55的活塞杆55b前进，并以第一按压力按压位于开始位置的保持体52(步骤S1)。在此，第一按压力根据部件来设定(选择)，例如设为3N～5N。

接着，机器人11待机到经过规定时间(步骤S2A)。该规定时间例如成为部件30以第一按压力正常插入的所需的足够的时间。

若经过规定时间，则机器人11判定保持体52是否在第三位置范围A停止(步骤S2B)。

在停止的情况下(步骤S2B中的是)，如图5c所示，是保持体52未对部件进行保持的情况，因此输出错误信号(步骤S5)，并结束插入动作。

在未停止的情况下(步骤S2B中的否)，判定保持体52是否在第二位置范围B停止(步骤S2C)。

在停止的情况下(步骤S2C中的是)，如图5d所示，是被保持体52保持的部件30的插入销31完全插入的情况。在这样的情况下，如图10的从上侧开始的第一个空间所示，例示出部件30具有笔直的插入销31，且其未变形的情况。在该情况下，判断为部件30正常插入基板40的插入孔40a并结束插入动作。然后，使把持部20的把持部件驱动部53动作并释放由一对把持部件54夹持的部件30。然后，借助按压机构55使保持体5返回开始位置。

在未停止的情况下(步骤S2C中的否)，判定保持体52是否在第一位置范围A停止(步骤S2D)。

在未停止的情况下(步骤S2D中的否)，如图5e所示，处于部件30的插入销31的前端与基板40的表面抵接的状态。该状态因部件30的定位误差、插入销31比较大的变形等而产生。在该情况下，机器人11通过摸索机构，使保持体52进行摸索动作(步骤S3A)，然后，返回步骤S2D。摸索动作以摸索基板40的插入孔40a的方式，使被保持体52保持的部件30沿与基板40平行的方向相对于基板40相对移动来进行。该摸索动作一边以比第一按压力小的第三按压力按压保持体52、一边进行。第二按压力例如设为1～2.5Nm。若是该按压力则能够防止插入销31因摸索动作而弯曲。一对把持部件54无论是夹持还是释放部件30都没有关系。在此一对把持部件54被设为释放状态(参照图5f)。

图8是例示摸索动作的保持体52的轨迹的示意图。参照图8，摸索动作例如从按压机构55的按压方向观察，以保持体52的轨迹在规定的区域71(参照图8a)内描绘按顺序将规定的间隔的多个平行线连接而成的一根直线的方式控制摸索机构来进行。

图9是例示摸索动作的保持体52的其他轨迹的示意图。在图9中，“+”表示摸索动作的起点，S以及E表示作为开始以及结束的动作。

在图9的从上侧开始的第一个空间示出“螺旋型”的摸索动作。在该动作模式中，以保持体52的轨迹描绘多边形的漩涡的方式使保持体52移动。多边形的角数是3以上，在此示出六边形的情况下的动作模式。

在图9的从上侧开始的第二个空间示出“放射型”的摸索动作。该动作模式以保持体52的轨迹沿着多边形的对角线的方式使保持体52移动。多边形的角数是3以上，在此示出四边形以及六边形的情况下的动作模式。另外，保持体52的轨迹在中途间断。在该间断的部分中，保持体52以适当的距离后退。这样如图8所示，摸索动作不限于一笔连写状的动作模式，也可以是间断的动作模式。

图9的从上侧开始的第三个空间示出“重叠型”的摸索动作。在该动作模式中，以保持体52的轨迹描绘重叠的多边形的方式使保持体52移动。多边形的角数是3以上，在此示出六边形的情况下的动作模式。

图9的从上侧开始的第四个空间示出“HH型”的摸索动作。在该动作模式中，以保持体52的轨迹描绘在横向连结字母H而成的HH字的方式使保持体52移动。

若汇总图8以及图9的摸索动作，则从按压机构55的按压方向观察，只要保持体52的轨迹是在规定的区域71内描绘多个平行线组的轨迹即可。换言之，只要以在规定的区域71实施阴影的方式，控制摸索机构以便使保持体52移动即可。由此，通过将多个平行线的间隔设为适当小的间隔，由此能够以高密度扫描基板40的表面上的规定的区域71的方式使保持体52移动，因此能够以高概率将部件30的插入销31的前端插入插入孔40a。

另外，在使一对把持部件54进行夹持动作来进行摸索动作的情况下，部件30的轨迹与图8以及图9所示的保持体52的轨迹相同。另一方面，在释放一对把持部件54来进行摸索动作的情况下，部件30的轨迹描绘从图8以及图9所示的保持体52的轨迹随机地偏离的轨迹。由此，提高能够将部件30的插入销31的前端插入至插入孔40a的概率。

摸索机构在此是机器人11的臂13。

返回图7，若在步骤S2D中保持体52在第一位置范围A停止的情况下(步骤S2D中的是)，如图5g所示，处于部件30的插入销31部分地插入到基板40的插入孔40a的状态。该状态能够在进行上述摸索动作的情况下、以及部件30的插入销31具有折返部或者弯曲部的情况下(参照图10的从上侧开始的第二个以及第四个空间)产生。在该情况下，机器人11以比第一按压力大的第二按压力按压保持体52(步骤S3B)。第二按压力根据部件30的种类而适当地决定。另外，部件30的插入销31部分地插入基板40的插入孔40a的状态，能够在部件30的插入销31的前端部形成有向斜下方延伸的爪的情况下(参照图10的从上侧开始的第三个空间)产生。在该情况下，机器人11以比第一按压力大的第二按压力按压保持体52并且绕部件30的中心轴旋转。该旋转通过使机器人11的左臂13适当地动作来进行。

接着，判定保持体52是否在第二位置范围B停止(步骤S4)。

在未停止的情况下(步骤S4中的否)，在保持体52在第二位置范围B停止之前，以第二按压力按压保持体52(步骤S4、S3B)。另外，在部件30的插入销31的前端部形成有向斜下方延伸的爪的情况下，继续进行上述旋转动作。

在停止的情况下(步骤S4中的是)，如图5h所示，判断为被保持体52保持的部件30正常地插入基板40的插入孔40a并结束插入动作。然后，使把持部20的把持部件驱动部53动作而释放由一对把持部件54夹持的部件30。然后，利用按压机构55使保持体5返回开始位置。

然后，若一边使旋转部21旋转、一边在将全部的部件30插入基板40，则使右末端执行器18碰到基板40的左端并向右侧移动。由此，使基板40从载置部24向传送带33移动，基板40被传送带33输送。

如上所述，根据实施方式1，在处于被保持体52保持的部件30无法正常插入的状态的情况下，保持体52在移动路径的中途停止，接着，进行上述处理动作，因此能够连续地进行部件30的插入动作。

(实施方式2)

本发明的实施方式2例示出作为按压机构55，代替实施方式1的气缸而具备伺服马达(未图示)以及旋转-直动转换机构(图示)，且作为位置检测器57，代替实施方式1的线性标尺而具备被设置于伺服马达的输出轴的编码器的实施方式。除此以外的结构与实施方式1相同。伺服马达、旋转-直动转换机构以及编码器是公知的，因此简单地进行说明。

旋转-直动转换机构是将伺服马达的旋转转换为直动的机构，可例示出齿条小齿轮、滚珠丝杠机构等。

根据这样的实施方式2，控制装置14基于编码器检测的伺服马达的旋转角，对伺服马达进行位置控制，由此能够更精密地控制保持体52的往返移动。另外，利用伺服马达也能够将按压机构55设为浮动状态。

(其他实施方式)

在实施方式1或2中，作为摸索机构，也可以使基板40向与其主面平行的方向移动。

基于上述说明，对本领域技术人员而言，本发明的许多改进、其他实施方式是显而易见的。因此，上述说明应被解释为仅为例示，是以教导本领域技术人员实施本发明的最佳方式的目的而提供的。在不脱离本发明的精神的情况下，能够对其构造和/或功能的细节进行实质上的改变。

工业上利用的可能性

本发明可用作能够连续地进行部件的插入动作的部件安装装置。

附图标记说明：10…部件安装装置；11…机器人；13…臂；14…控制装置；18…右末端执行器；19…左末端执行器；20…把持部；30…部件；31…插入销；40…基板；40a…插入孔；52…保持体；54…把持部件；55…按压机构；57…位置检测器；A…第一位置范围；B…第二位置范围；C…第三位置范围。

Claims (7)

1.一种部件安装装置，将具有插入销的部件的所述插入销插入基板的插入孔而将所述部件安装于所述基板，其特征在于，具备：

保持体，其保持所述部件；

按压机构，其按压所述保持体并在规定的移动路径上移动；

位置检测器，其检测所述保持体在所述规定的移动路径上的位置；以及

控制器，其基于由所述位置检测器检测的所述保持体的位置来控制所述按压机构，

在所述规定的移动路径中，被所述保持体保持的部件的插入销从所述基板的插入孔离开的所述保持体的位置是开始位置，被所述保持体保持的部件的插入销部分地插入所述基板的插入孔的所述保持体的位置范围是第一位置范围，并且被所述保持体保持的部件的插入销完全插入到所述基板的插入孔的所述保持体的位置是第二位置范围，

所述控制器构成为：在以第一按压力按压所述保持体从所述开始位置朝向所述第二位置范围在所述规定的移动路径移动的情况下，若所述保持体在比所述第一位置范围靠前的位置或者在所述第一位置范围停止，则按照以与所述第一按压力不同的按压力按压所述保持体的方式控制所述按压机构。

2.根据权利要求1所述的部件安装装置，其特征在于，

所述控制器构成为，若所述保持体在所述第一位置范围停止，则按照以比所述第一按压力大的第二按压力按压所述保持体的方式控制所述按压机构。

3.根据权利要求1或2所述的部件安装装置，其特征在于，还具备：

摸索机构，其进行以摸索所述基板的插入孔的方式使被所述保持体保持的部件沿与所述基板平行的方向相对于所述基板相对移动的摸索动作，

所述控制器构成为：若所述保持体在所述第一位置范围前停止，则按照以比所述第一按压力小的第三按压力按压所述保持体的方式控制所述按压机构，并且以进行所述摸索动作的方式控制所述摸索机构。

4.根据权利要求3所述的部件安装装置，其特征在于，

所述控制器构成为：以从所述按压机构的按压方向观察时，所述保持体的轨迹在规定的区域内描绘多个平行线组的方式控制所述摸索机构。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的部件安装装置，其特征在于，

所述位置检测器构成为连续检测所述保持体在所述规定的移动路径上的位置。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的部件安装装置，其特征在于，

未保持所述部件的所述保持体与所述基板抵接的所述保持体的位置是第三位置范围，

所述控制器构成为：在以第一按压力按压所述保持体从所述开始位置朝向所述第二位置范围在所述规定的移动路径移动的情况下，若所述保持体在所述第三位置范围停止，则输出错误信号。

7.一种部件安装装置的控制方法，该部件安装装置将具有插入销的部件的所述插入销插入基板的插入孔而将所述部件安装于所述基板，其特征在于，

所述部件安装装置具备：

按压机构，其按压保持所述部件的保持体并在规定的移动路径上移动；

位置检测器，其检测所述保持体在所述规定的移动路径上的位置；以及

控制器，其基于由所述位置检测器检测的所述保持体的位置来控制所述按压机构，

在所述规定的移动路径中，被所述保持体保持的部件的插入销从所述基板的插入孔离开的所述保持体的位置是开始位置，被所述保持体保持的部件的插入销部分地插入所述基板的插入孔的所述保持体的位置范围是第一位置范围，并且被所述保持体保持的部件的插入销完全插入到所述基板的插入孔的所述保持体的位置是第二位置范围，

所述控制器构成为：在以第一按压力按压所述保持体从所述开始位置朝向所述第二位置范围在所述规定的移动路径移动的情况下，若所述保持体在比所述第一位置范围靠前的位置或者在所述第一位置范围停止，则按照以与所述第一按压力不同的按压力按压所述保持体的方式控制所述按压机构。